微型衛星與巨星（上）

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微型衛星與巨星（上）

研究高光度的恆星是困難的：對於那些大型望遠鏡的光度計來說它們太過明亮，加上這些恆星的數量少，通常的解決方法對其來說是不經濟的。在一個由微型衛星組成的迷你艦隊的幫助下，來自加拿大、奧地利和波蘭的工程師們和天文學家們如今找到了許多科學問題的答案。

——Dietrich Baade & Rainer Kuschnig

簡報：

? BRITE-Constellation（Bright Target Explorer，亮星探索計劃）是一個國際性的大膽的嘗試。五個微型衛星被用於觀測明亮的恆星。

?? 這些邊長20cm的六面體衛星內含有一個帶有口徑3cm的相機。它在觀測一顆明亮恆星的時候看起來就像是連續的。

? 測量光度的精確度能達到千分之一，這是大部分地面天文台所不能做到的。

許多讀者出於親身體驗知道，從地面進行觀測是有多麼艱難。若是有經過數月的，並且其測量光度的精確度高於觀測目標光度的百分之一的觀測結果，那一定是地處最理想位置的、專業的天文台所提交的數據。這是因為一有大氣層的存在，這會使影像的質量降低；二是地球的自轉會使數據記錄強制中斷。而更加糟糕的是那變幻莫測的天氣狀況。

只要擁有足夠的資金，運用光譜學會使研究變得容易一些。然而就算是光譜也不可能24小時持續不斷的拍攝，因此觀測列中就會出現空缺。分析這些數據列中的空缺，有時候能發現與目標本身完全沒有關係的周期性的變化。這也許是一個系外行星的公轉周期——雖然這樣的情況幾乎不存在。但也有半人馬座α-Bb這樣的例外。

不同的項目在大氣層之上尋找和發現了這個問題的答案。在那裡沒有天氣變化，沒有太陽光漫反射形成的白天，更沒有大氣層的干擾。最著名的就是開普勒空間23望遠鏡。它在狹小的天區里觀測暗弱的恆星，並尋找著系外行星的過境。然而，不計其數的恆星的光度曲線的後期處理還要佔用它好幾年。95cm的口徑也顯示出了不少的問題：為了拍攝到同一光譜序列的照片，我們需要更大的望遠鏡。

夜空中的獵人——獵戶座因為其明亮的恆星引人注目。通常情況下，這些亮星對於大型的空間望遠鏡來說太亮了。BRITE-Constellation的衛星搭載的3cm望遠鏡對此就十分的出色。它們能夠對目標進行長時間的連續觀測。

BRITE-Constellation——明亮天體的研究者

BRITE-Constellation的五個微型衛星在地球的軌道上對明亮的天體進行長時間的連續的觀測。衛星的單邊長只有20cm，因此體積也十分的小。儘管如此，它的內部同樣置入了完整的空間觀測設備。這個項目在BRITE Executive Science Team(BEST)的領導下，其共事者來自加拿大、奧地利和波蘭。BRITE-Constellation開發、製造和運作的資金由奧地利研究資助公司(FFG)、維也納大學、格拉茲科技大學、加拿大空間局(CSA)、多倫多大學、、波蘭科學基金會(FNiTP MNiSW)和波蘭國家科學中心(NCN)共同承擔。

這張圖上展示了一個BRITE衛星的內部構造。這是一個在實驗室里測試時的沒有製造完的模型。

BRITE衛星是一個邊長20cm的六面體。圖中是製造完成的狀態，除通訊天線。它們會被裝置在外殼的左邊的角上。詳見結構圖。

機械的結構圖展示了一個BRITE衛星主要的結構組成。

註：BRITE-CA2接收不到聯絡訊號，現在可能已經丟失。

亮星探索的先鋒是加拿大的空間望遠鏡MOST，它以15cm的口徑觀測亮星的光度。對於它，MOST項目的研究者可以說：「MOST是第一個比它的發明者還要輕的天文的衛星」。它只有53kg。MOST的缺點在於，通常情況下它的主觀測視場只能觀測一個十分明亮的目標；此外，跟蹤系統在1°的視場中也有可能指向多顆亮星。

BRITE-Constellation

所有的困難都會因BRITE-Constellation項目迎刃而解。BRITE是Bright Target Explorer的縮寫，意為亮星探索計劃。項目用六個小型的立方體衛星測量明亮恆星的光度變化。而且這些衛星的造價只有開普勒空間望遠鏡的百分之一。因此這個項目對於那些尚未進入過太空的國家也是可行的，比如說奧地利和波蘭。而加拿大在MOST的基礎上對此有經驗的保障。每個國家大約花費了200萬歐元，同樣的製造了兩個微型衛星。

衛星是一個邊長為20cm的立方體——超市裡的油漆罐都有比它更大的體積。儘管如此，它的內部裝載了一個3cm口徑的鏡頭，一個CCD和對準北極星的感測器。除此之外，還有一個出色的三角穩定系統叫做磁力矩（電磁線圈，被地球的磁場鎖定）、三個飛輪、通訊裝置、提供能量的太陽能蓄電池、三個計算機和一個數據存儲。

只有一個用於測量磁場強度的磁力儀和通訊天線凸出在立方體之外。各部分之間的排布能便於器械的冷卻，因此各個電子系統之間不會相互影響。此外感測器能在一定程度上屏蔽部分有害的射線，並且能通過調整與太陽的方位使衛星的溫度變化減小。最後，立方體能保持平衡，因而不會搖搖晃晃。相比較同類的空間探測器，它的單件成本很低。儘管如此，卻能發揮出如此巨大的科學價值。

在2013年2月只2014年8月間，六個微型衛星被帶到了太空中。遺憾的是加拿大的一個衛星Montreal在升空之後失去了聯絡。根據猜測，它有可能是從運載火箭上遺失的。五個正常工作的BRITE衛星在距離地球表面大約800千米的處圍繞地球運行，運行周期大約是100分鐘。它們分別是搭載了俄羅斯、中國和印度的運載火箭升空的。